Uludağ Üniversitesi bünyesinde bulunan ve 2004’te Makine Mühendisliği öğrencileri
tarafından kurulan Bursa Uludağ Üniversitesi Makine Topluluğu (UMAKİT),
dünyanın en prestijli mühendislik ve inovasyon yarışması olan ve
27 ülkeden 147 ekibin katıldığı Shell Eco-Marathon Europe yarışmasında
şehir konsepti hidrojen enerjili araç kategorisinde
Avrupa 1.si oldu.
Geçtiğimiz Temmuz ayında Londra’da Queen Elizabeth Olimpik Park’ta
düzenlenen yarışta 1 metreküp hidrojen ile 182,6 km yol gidebilen BARBAROS isimli araç
İstanbul’dan Ankara’ya yaklaşık 3 TL’lik hidrojen yakıtı ile
gidebiliyor.
Uludağ Üniversitesi Makine Topluluğu
[UMAKİT]
Batuhan Temiz [Uludağ Üniversitesi Makine Topluluğu (UMAKİT)
İ
lerleyen otomotiv teknolojisinde alternatif enerjili araçlar önemli bir yer tutuyor. Ülkemizde de bu ça-lışmalara yoğun ilgi ve alaka her geçen gün artıyor. Makine ve elektrik-elektronik mühendisleri öğrencileri-nin oluşturduğu toplam 13 kişilik UMAKİT, 2004’ten bu yana güneş enerjili ve hidrojen enerjili araçlar olmak üzere birçok araç üretti ve bu araçlarla birlikte yurt içi ve yurt dışında düzenlenen alternatif enerjili araç yarışma-larına katıldı. 1939 yılından bu yana düzenlenen Eco-Ma-rathon Europe yarışmasının ana amacı araç verimliliği. Geçtiğimiz Temmuz ayında Londra’da düzenlenen ve 27 ülkeden 147 ekibin katıldığı bu yarışmaya 2. kez katılan topluluğun tasarladığı araç 1 metreküp hidrojen ile 182,6 km giderek Avrupa’nın en verimli hidrojen enerjili aracı olmayı başardı.Alperen Kaya, Araş. Gör. Mert Ali Özel, Seçkin Çakır, Ebu-bekir Pınar, İsmet Berkay Kabatepe, Şevval Ferazoğlu, Fur-kan Avcı, Batuhan Temiz, Turgut Can Şahin, Aslıhan Pa-muk, Furkan Onat, Tuğba Hacıoğlu ve Alican Yüksek’ten oluşan UMAKİT, bir yıl boyunca süren yoğun çalışmalar sonucunda, BARBAROS isimli hidrojen enerjili aracın, yerli motorunu, motor sürücü devresini, 1,3 kilo ağırlı-ğındaki karbon fiber jantını, inovatif soğutma sistemini, aktif ve pasif güvenlik sistemlerini tasarlama ve üretme başarısını gösterdi.
Uludağ Üniversitesi Makine Topluluğu
[UMAKİT]
Neden Hidrojen Tercih Ediliyor?
Artan çevre kirliliği ve küresel ısınmanın ana se-beplerinden biri olan fosil yakıtların doğaya olan za-rarı herkes tarafından bilinen bir durum. Alternatif enerjili araçlarda elektrik ve güneş enerjisinin yanın-da hidrojen de kullanılır. Hidrojen enerjili bir aracın egzozundan çevreye bıraktığı şey sadece su buharı. Bu araçlarda havadaki oksijen ile tüplerde bulunan hidrojen yakıt hücresinde tepkimeye girdiğinde tep-kime sırasında yakıt hücresi zarlarından geçemeyen elektronların hareketi elektrik enerjisi sağlar ve bu elektrik enerjisi aracın güç sistemine aktarılır. Hava-daki oksijen ve tüpteki hidrojenin yakıt hücreleri için-de birleşmesi sonucu dışarıya saiçin-dece su buharı çıkar ve bunun da çevreye herhangi bir zararı bulunmaz.
Alternatif enerjili araçların üretiminin giderek yaygınlaşması ve özellikle hidrojenin kolayca elde edilebiliyor olması, otomobil firmalarının hidrojen kullanımını cazip hale getiriyor.
Hidrojenin önemli bir özelliği, atom yapısının doğada bulunan diğer elementlerin atom yapısından çok daha basit oluşu. Bu özelliği nedeni ile yapılan araştırmalar da oldukça hızlı sonuç veriyor. Hidroje-nin yaygın olarak kullanılmasını sağlayan en önemli özelliği ise hidrojen gazının belli bir sıcaklığa getiril-diğinde sıvı bir hal alması. Bu sayede sıvı halde depo-lanabilen hidrojenin kullanımı ve sevkiyatı da kolay-laşıyor. Hidrojen, alternatif enerjili araçlarda sıvı hal-de, özel olarak yapılmış basınçlı tüplerde kullanılıyor.
Hidrojen Enerjili Araçlardaki
Olası Riskler
Aslında hidrojen gazını günümüzde değerli kılan en büyük özelliği çok güçlü bir yanıcı gaz olması. Bu nedenle benzin, motorin ya da LPG gibi yakıtlara göre daha yük-sek verim sağlar. Ancak yanıcılık derecesinin çok yükyük-sek olması hidrojen gazının kullanıldığı araçlarda tehlike ya-ratabilir. Hidrojenin bir diğer özelliği ise kokusuz ve renk-siz olması. Bu özelliğinden dolayı tehlikesi daha da artar.
Hidrojen çok hafif ve küçük bir molekül olduğundan ka-çak ve sızıntı olması riski de var. Çelikten bile geçebilen bu molekülün kullanıldığı araçlarda tüp, yakıt hücresi ve egzoz arasında birçok bağlantı noktası bulunur. Bu bağ-lantılarda oluşabilecek kaçak ve sızıntıları engellemek için genellikle endüstriyel sanayi hortumları kullanılır. Kaçak ve sızıntı olması araçtaki elektrik sisteminde büyük sorunlar yaratabilir. Ancak, patlama ve alev alma riskine karşı araçlarda gaz detektörleri ve hidrojen sen-sörleri kullanılarak kaçak durumunda aracın elektrik sisteminin anında kesilmesi sağlanır.
Hidrojen yaklaşık -200 oC’de sıvılaşır ve
sıvı halini soğutmak için de çok fazla ener-ji harcanır. Bu harcanan enerener-ji hidrojen enerjili araçta yaklaşık %15’lik bir verim kaybına sebep olur. Bu nedenle günümüz-de yüksek basınçlı tankların geliştirilmesi-ne çalışılıyor.
UMAKİT olarak bu kaçak ve sızıntıları tespit edip, yangına sebep olabilecek du-rumlar için araç içinden hidrojen gazı tah-liyesini hızlandıran ve otonom bir şekilde elektrik ve gaz sistemini kontrol eden aktif bir güvenlik sistemi tasarladık. Bu aktif gü-venlik sistemiyle birlikte hem aracın pilotu-nu korumayı hem de aracın içine koyduğu-muz fanlar ve gaz tahliye noktalarıyla birlik-te sızıntı durumunda hidrojen gazını hızlı ve güvenli bir şekilde aracın dışına atarak oluşabilecek tehlikeyi önlemeyi amaçladık.
Hidrojen Enerjili
Araçların
Temel Parçaları Nelerdir?
Hidrojen enerjili araçları diğer elektrikli araçlardan ayıran iki temel fark vardır. İlki içerisinde hidrojen ve oksijeni birleştiren ve bunun sonucunda elektrik üreten yakıt hücreleri, diğeri ise hidrojenin araçta depolandığı hidrojen tankı. Bunun dışındaki birçok sistem, elektro-nik devreler, mekaelektro-nik ve yürür aksamları diğer elektrikli araçlarla aynıdır.
Elektronik olarak bu araçlardaki temel sistem ve dev-relere bakıldığında, fırçasız doğru akım motoru, motoru kullanmaya ve kontrol etmeye yarayan üç fazlı motor kontrol devresi, yakıt hücresinin çıkışındaki gerilimi mo-torun verimliği aralığında kullanmaya yarayan enerji yö-netim sistemi, bataryanın dengeli şarj olmasını ve pille-rin eşit ve düzenli kullanımını sağlayan batarya yönetim sistemi, bataryanın dışarıdan bir güç kaynağı veya priz yardımıyla şarj olmasını sağlayan yerleşik şarj ünitesi, aracın kullanan kişinin önündeki panele hız, sıcaklık, yakıt miktarı ve bunlar gibi birçok verinin iletildiği araç kontrol ve telemetri sistemi, uygun olmayan yol koşul-larında ve rampalarda aracın çekişini hızlandıran ve te-kerlekler arasındaki dengeyi sağlayan elektronik diferan-siyel uygulaması bir elektrikli ve hidrojenli araçta olması gereken en temel parçalardır.
Araçlarda Kullanılan Parçalar
Yerli ve Milli
Şekilde Üretiliyor
UMAKİT olarak yurt dışında Shell Eco-Marathon Eu-rope, yurt içinde TÜBİTAK Efficiency Challenge ve Shell Eco-Marathon Türkiye olmak üzere üç adet yarışa katıl-dık. Ekibin Shell Eco-Marathon ve TÜBİTAK Efficiency Challenge yarışlarına katıldığı BARBAROS ve
HİDROMA-KİT isimli alternatif enerjili araçlardaki tüm parçalar yerli
ve milli şekilde üretildi.
Uluslararası alternatif enerjili araçların yarıştığı ve dünyanın en prestijli mühendislik yarışmasından biri olan Eco Marathon Avrupa 2018 Londra yarışmasında yerli hidrojen enerjili aracımız olan BARBAROS, 1 metre-küp hidrojen gazıyla 182,6 kilometre gitme başarısı gös-terdi ve en verimli araç olarak Avrupa şampiyonu oldu. UMAKİT olarak, yarışma tarihinde bunu başaran ilk Türk ekibi olduk ve Türk bayrağını Londra'da dalgalandırdık. Bu yarışmada fırçasız doğru akım motoru, üç fazlı motor kontrol devresi, batarya yönetim sistemi, enerji yönetim sistemi, yerleşik şarj ünitesi, araç kontrol devrelerimizi yarış stratejisi ve kurallarına göre uygulayarak “Avrupa Şampiyonu” olma başarısını gösterdik.
TÜBİTAK Efficiency Challenge için bu sene yeni bir araç üreten ekibimiz aracın mekanik olarak şasi, dış ka-buk, jant ve yürür aksamlarının tamamını kendisi tasarla-dı. Aracın dış kabuğu ve tamamı karbon fiber olan 1,3 kg ağırlığındaki jantları kompozit atölyesinde ve endüstriyel fırında makine mühendisliği okuyan ekip üyelerimiz tara-fından üretildi. Elektronik kısım olan fırçasız doğru akım
motoru, üç fazlı motor kontrol devresi, batarya yönetim sistemi, enerji yönetim sistemi, yerleşik şarj ünitesi ve araç kontrol devreleri ise elektrik-elektronik mühendisliği okuyan ekip üyeleri tarafından tasarım, üretim ve analiz aşamaları yapıldıktan sonra yerli ve milli olarak üretildi. Ayrıca disiplinler arası çalışmalar da yürüten takımımız özgün sıvı soğutmalı batarya kutusu tasarlayarak TÜBİ-TAK tarafından Teknik Tasarım Ödülü’ne layık görüldü. Bu çalışmalarla katıldığımız TÜBİTAK Efficiency Challen-ge 2018’de "Hidromobil" kategorisinde yarışan aracımız
HİDROMAKİT ile 1529,06 skor elde ederek üçüncü olduk.
Ayrıca, yurt içi ve yurt dışı yarışmalardaki başarılarımızı basın aracılığıyla duyurmamız ve yıl boyu katıldığımız etkinliklerde TÜBİTAK misyon ve vizyonunu tanıtmaya gösterdiğimiz özenden dolayı Tanıtım ve Yaygınlaştırma Ödülü’ne de layık görüldük.
Avrupa Şampiyonu unvanı ile katıldığımız ve 7 ülkeden 23 takımın yarıştığı Shell Eco-Marathon’nun Türkiye ayağında da birincilik elde ettik. Şehir konseptli hidrojen ener-jili araç kategorisinde yarışan
BAR-BAROS isimli aracımızla birinci
ol-manın yanı sıra, tasarladığımız, üret-tiğimiz ve geliştirdiğimiz ürünlerle Teknik İnovasyon Ödülü’nü de ka-zandık. Bir sene içerisinde katılmış olduğumuz üç uluslararası yarıştan ikisinde Teknik İnovasyon ve En İyi Teknik Tasarım ödüllerini kazanma başarısı gösteren ekibimizin, Avru-pa yarışında 177 üniversite arasın-da finale kalması arasın-da ülkemizde bu alanlardaki en iyi ARGE çalışması yürüten ekiplerden biri olduğunu kanıtlar nitelikte.
Tasarım, üretim, geliştirme, ana-liz ve test çalışmalarının tamamını Bursa Uludağ Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü’ndeki atölye-de gerçekleştirdik. Ekipte yer alan herkesin ortak özellikleri ve hedefleri var: Çağdaş bilgiyle donanmış, araş-tırma ve iletişim yeteneği gelişmiş,
bireysellikten çok takım çalışmasına önem veren, düşün-düklerini soyuttan somuta dönüştürebilecek hayal gücü-ne ve cesarete sahip, ülke ve dünya sorunlarına duyarlı, Atatürk ilke ve inkılaplarını benimsemiş, bilim, kültür ve teknoloji konularında kendini geliştirmeyi ve men-subu olduğu üniversitenin öğrencilerinin ve ülkemizin gelişimine katkıda bulunmayı görev edinmiş olmak ve teknolojik gelişmeleri toplumsal ve ekonomik faydaya dönüştürme yeteneğine sahip bireylerin gelişmesine kat-kı sağlamak. Ekibimizin temel vizyonu ise aldığı nitelikli eğitimin farkında olan, sürekli gelişen, kalitesinden asla ödün vermeyen, kişisel çıkarlarından çok toplum çıkar-larını düşünen, topluma katkı sağlayan ekip üyeleri ile birlikte ekibe yeni katılacak kişilere etik değerleri aşıla-yarak mensubu olunmakla gurur duyulacak bir öğrenci topluluğu olmaktır.
Yaptığımız çalışmalarla ülkemizde otomotiv, savun-ma sanayi, kompozit, güç elektroniği gibi birçok alanda yarışma aşaması ve sonrasında kazanılan tecrübeler-le önümüzdeki yıllarda daha az enerjiye ihtiyaç duyan, daha az maliyetli, daha hafif, güçlü ve verimli alternatif enerjili sistemler geliştirerek kayda değer daha nice başa-rılara imza atmayı hedefliyoruz. n
